La présente invention concerne un pneumatique à armature de carcasse radiale, et plus particulièrement la constitution des bourrelets de tels pneumatiques. The present invention relates to a tire with a radial carcass reinforcement, and more particularly to the constitution of the beads of such tires.
Le brevet Européen EP 0 823 341 décrit un pneumatique comprenant une armature de sommet surmontée d'une bande de roulement, deux bourrelets et au moins une nappe de carcasse radiale s'étendant d'un bourrelet à l'autre. Chaque bourrelet dudit pneumatique présente les caractéristiques suivantes - 1) il est dépourvu de tringle, au sens où l'homme du métier entend par tringle un élément de renforcement remplit généralement les deux fonctions que sont l'ancrage de l'armature de carcasse sous une pression de gonflage déterminée, et le serrage des bourrelets sur jante - 2) il comporte un élément annulaire dont la résistance à la rupture en traction dans le sens longitudinal est notablement inférieure à celle qui serait nécessaire pour une tringle usuelle utilisée dans pneumatique de même dimension, mais cependant suffisante pour permettre les opérations de confection , de retroussage, de conformation et de vulcanisation réalisées en cours de fabrication du pneumatique ; - 3) la résistance mécanique nécessaire à l'ancrage de l'armature de carcasse est procurée généralement par deux couches dites couches de renforcement de bourrelet, disposées au contact de l'élément annulaire, ou à proximité dudit élément, les dites couches de renforcement comportant chacune des éléments de renforcement parallèles entre eux dans chaque couche et croisés d'une couche à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle un angle supérieur à 0 et au plus égal à 10 . European Patent EP 0 823 341 discloses a tire comprising a crown reinforcement surmounted by a tread, two beads and at least one radial carcass ply extending from one bead to the other. Each bead of said tire has the following characteristics: 1) it does not have a bead wire, in the sense that the person skilled in the art hears by bead wire a reinforcing element generally fulfills the two functions that are the anchoring of the carcass reinforcement under a determined inflation pressure, and the tightening of the rim beads - 2) it comprises an annular element whose tensile strength in the longitudinal direction is significantly lower than that which would be necessary for a common rod used in tire of the same dimension but, however, sufficient to allow the manufacturing, bending, shaping and vulcanization operations carried out during tire manufacturing; - 3) the mechanical strength required for the anchoring of the carcass reinforcement is generally provided by two layers called bead reinforcement layers, arranged in contact with the annular element, or in the vicinity of said element, said reinforcing layers each having reinforcing elements parallel to each other in each layer and crossed from one layer to the next by making with the circumferential direction an angle greater than 0 and at most equal to 10.
Les bourrelets du pneumatique ainsi constitués permettent l'utilisation, en tant que couche de caoutchouc axialement extérieure et radialement intérieure destinée à assurer la liaison avec la jante montage, d'un mélange à faible perte hystérétique et d'épaisseur moindre. Il s'ensuit allégement du pneumatique, une diminution notable de la résistance au roulement tout en maintenant les propriétés de vitesse et endurance à un haut niveau. Néanmoins les pneumatiques considérés ne présentent pas, de manière régulière dans le temps, une parfaite montabilité sur jante : de nombreux pneumatiques se montent aisément et correctement alors que certains pneumatiques réputés identiques presentent des défauts de montage qu'il est nécessaire de corriger. The beads of the tire thus formed allow the use, as axially outer and radially inner rubber layer intended to ensure the connection with the mounting rim, of a mixture with low hysteretic loss and of lesser thickness. It follows tire lightening, a noticeable decrease in rolling resistance while maintaining the properties of speed and endurance at a high level. However, the tires considered do not have, regularly over time, a perfect mountability on the rim: many tires fit easily and correctly while some tires deemed identical have mounting defects that must be corrected.
Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose une meilleure répartition des résistances à la rupture des éléments qui constituent le bourrelet. Ainsi le pneumatique, conforme à l'invention, comprend une armature de sommet surmontée d'une bande de roulement, ladite bande étant réunie par l'intermédiaire de deux flancs à deux bourrelets, entre lesquels s'étend au moins une nappe d'armature de carcasse, ancrée dans chaque bourrelet par enroulement autour d'un élément annulaire et dont la résistance à la rupture sous effort de tension est inférieure à la résistance d'une tringle de pneumatique usuel de même dimension, et un ensemble d'au moins deux couches de renforcement de bourrelet disposées au contact de l'élément annulaire et composées d'éléments de renforcement parallèles entre eux dans chaque couche et croisés d'une couche à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle un angle a vérifiant la relation 0 < a S 15 . Il est caractérisé en ce que l'élément annulaire a une résistance à la rupture en tension comprise entre 3 et 5 fois la tension conférée à l'armature de carcasse par la pression de gonflage recommandée, et dont l'allongement à la rupture est au moins égal à 4%, l'ensemble des couches de renforcement de bourrelet ayant une résistance à la rupture comprise entre 0,5 et 2 fois la résistance à la rupture de l'élément annulaire. In order to overcome these drawbacks, the invention proposes a better distribution of the breaking strengths of the elements that constitute the bead. Thus, the tire according to the invention comprises a crown reinforcement surmounted by a tread, said strip being joined by means of two flanks with two beads, between which at least one reinforcing ply extends. of carcass, anchored in each bead by winding around an annular element and whose tensile strength under stress is lower than the resistance of a common tire rod of the same dimension, and a set of at least two bead reinforcement layers arranged in contact with the annular element and composed of reinforcing elements parallel to each other in each layer and crossed from one layer to the next, making with the circumferential direction an angle a satisfying the relation 0 <a S 15. It is characterized in that the annular element has a tensile strength of between 3 and 5 times the tension imparted to the carcass reinforcement by the recommended inflation pressure, and whose elongation at break is at less than 4%, the set of bead reinforcement layers having a breaking strength of between 0.5 and 2 times the breaking strength of the annular element.
L'élément annulaire est préférentiellement métallique et plus particulièrement acier, alors que les couches de renforcement de bourrelet sont avantageusement formées de câbles en polyamide aromatique pour permettre le moindre poids, deux couches renforcement pouvant être les deux brins d'une nappe retournée autour de l'élément annulaire, ou pouvant être deux nappes axialement adjacentes. Il faut entendre par résistance à la rupture d'un ensemble de couches la résistance limite obtenue par une traction s'exerçant sur un échantillon de l'ensemble des couches prélevé sur le pneumatique vulcanisé et neuf, traction s'exerçant selon un axe correspondant à la direction circonférentielle du dit pneumatique. The annular element is preferably metallic and more particularly steel, while the bead reinforcement layers are advantageously formed of aromatic polyamide cables to allow the least weight, two reinforcement layers which may be the two strands of a sheet turned around the liner. annular element, or which may be two axially adjacent plies. The resistance to breaking of a set of layers is understood to mean the limit resistance obtained by pulling on a sample of all the layers taken from the vulcanized and new tire, traction acting along an axis corresponding to the circumferential direction of said tire.
Comme connu, la couche de mélange caoutchouteux disposée axialement et radialement à l'extérieur du bourrelet et destinée à assurer la liaison avec la jante, préférentiellement une épaisseur au plus égale à 2 mm, et le mélange de caoutchouc la composant un module de perte élastique G" inférieur à 1, G" étant exprimé en (mégapascals), et la mesure de G" étant effectuée à 10% de cisaillement, à 50 et avec une fréquence de 10 Hz. As known, the layer of rubber mixture disposed axially and radially outside the bead and intended to ensure the connection with the rim, preferably a thickness at most equal to 2 mm, and the rubber mixture the component an elastic loss module G "less than 1, G" being expressed in (megapascals), and the measurement of G "being made at 10% shear, at 50 and with a frequency of 10 Hz.
Les caractéristiques de l'invention seront mieux comprises à l'aide de la description qui suit et qui se réfère au dessin, illustrant à titre non limitatif des exemples d'exécution, et sur lequel - la figure 1 représente schématiquement une première variante de bourrelet conforme à l'invention, - la figure 2 représente de la même manière une deuxième variante. Sur la figure 1, le pneumatique conforme à l'invention et vu selon une section méridienne, comprend une armature de sommet surmontée d'une bande de roulement (non montrée). La bande de roulement est reliée à chaque bourrelet B par un flanc (3) renforcé par une nappe de carcasse (1) radiale qui s'étend de manière continue d'un bourrelet B à l'autre. Autour de l'élément annulaire (2) est enroulée, dans le cas de la première variante montrée sur la figure 1, une nappe de renforcement (4) de bourrelet pour former deux brins (41) et (42), formés d'éléments de renforcement en polyamide aromatique, parallèles entre eux dans chaque brin mais croisée d'un brin (41) à l'autre (42) en formant avec la direction circonférentielle une angle a égal à 5 . Les extrémités des deux brins (41) et (42) sont situées à des hauteurs H41 et H42 différentes, les dites hauteurs étant mesurées sur de perpendiculaires à droite parallèle à l'axe de rotation du pneumatique passant par le point de l'élément annulaire (2) le plus proche dudit axe de rotation, ladite droite étant dite droite 'férence D. Sur la figure 1, la hauteur H41 est supérieure à la hauteur H42, mais l'inverse c'est-à-dire H42 supérieure à H41 donne aussi de bons résultats. Entre les deux brins (41) et (42) et radialement au dessus de l'élément annulaire (2) est disposé profilé de mélange caoutchouteux (5) sous forme de coin sensiblement triangulaire et dont l'extrémité radialement supérieure est situé à une distance HS de la droite référence D. Bien qu'existant dans l'exemple décrit, ledit profilé (5) en forme de coin n'est pas obligatoire, et le brin retourné (42) de la nappe de renforcement (4) peut être directement appliqué sur le brin (41) sans la présence du profilé (5). The characteristics of the invention will be better understood from the description which follows and which refers to the drawing, illustrating non-limiting examples of execution, and in which - Figure 1 shows schematically a first variant of bead according to the invention, - Figure 2 shows a similar way a second variant. In Figure 1, the tire according to the invention and viewed along a meridian section, comprises a crown reinforcement surmounted by a tread (not shown). The tread is connected to each bead B by a sidewall (3) reinforced by a radial carcass ply (1) which extends continuously from one bead B to the other. Around the annular element (2) is wound, in the case of the first variant shown in Figure 1, a reinforcing ply (4) of bead to form two strands (41) and (42) formed of elements. for reinforcing aromatic polyamide, parallel to each other in each strand but crossed from one strand (41) to the other (42) forming with the circumferential direction an angle equal to 5. The ends of the two strands (41) and (42) are located at different heights H41 and H42, the said heights being measured perpendicular to the right parallel to the axis of rotation of the tire passing through the point of the annular element. (2) closest to said axis of rotation, said straight line being said to be straight line D. In FIG. 1, the height H41 is greater than the height H42, but the inverse, that is to say, H42 greater than H41 also gives good results. Between the two strands (41) and (42) and radially above the annular element (2) is arranged profiled rubber mix (5) substantially triangular corner and the radially upper end is located at a distance HS of the straight line D. Although existing in the example described, said wedge-shaped profile (5) is not mandatory, and the inverted strand (42) of the reinforcement ply (4) can be directly applied on the strand (41) without the presence of the profile (5).
L'élément annulaire (2) a une résistance à la rupture sous effort de tension, mesuré dans le sens circonférentiel, notablement inférieure à celle qui serait nécessaire à une tringle dans une enveloppe de même dimension, mais par contre très supérieure à la résistance à la rupture de l'élément annulaire décrit dans la demande citée en préambule. Pour la dimension 175/70.R.13 plus précisément étudiée, alors que la tringle métallique du pneumatique usuel a une résistance à la rupture de l'ordre de 2 000 daN, et alors que l'élément annulaire de la demande en référence a une résistance à la rupture, mesurée dans les mêmes conditions, de l'ordre de daN, l'élément annulaire (2) du pneumatique conforme à l'invention a une résistance à la rupture de l'ordre de<B>1000</B> daN. Ledit élément annulaire (2) est formé fils élémentaires de diamètre sensiblement égal à 1 mm tressés entre eux. Les dits fils, après un traitement thermique approprié, ont la particularité de présenter un grand allongement supérieur aux allongements normalement obtenus avec des fils d'acier usuels, et leur utilisation dans l'élément annulaire (2) considéré permet à ce dernier pouvoir s'allonger de l'ordre de b%. L'augmentation de résistance à la rupture et en conséquence l'augmentation de matière et de fils utilisés dans l'élément annulaire (2) permet d'avoir des résistances dudit élément sous l'effet d'une flexion circonférentielle et d'une flexion perpendiculaire au plan de l'élément suffisantes pour nettement améliorer voire supprimer les montages défectueux du pneumatique, car la vraie cause des défauts de montabilité mise en évidence par les inventeurs est effectivement le manque de rigidité sous efforts de flexion d'un élement annulaire de trop faible résistance à la rupture. Ledit grand allongement permet une meilleure efficacité de la présence de nappes de renforcement de bourrelet dans leur fonction de reprise des efforts imposés à la nappe de carcasse (1) sous l'effet de pression de gonflage. Alors que la ou les nappes de renforcement de bourrelet reprennent la très grande partie des efforts dans le cas de l'utilisation d'un élément annulaire de très faible résistance à la rupture, lesdits efforts sont dans la présente invention mieux partagés. Une telle répartition présente l'avantage de se répercuter sur efforts subis par les éléments de renforcement des nappes de bourrelet<B>:</B> alors dans le cas où les nappes de renforcement reprennent la quasi-totalité des efforts; sont principalement les éléments de renforcement situés à proximité de l'élément annulaire qui sont pénalisés, tel n'est pas le cas du pneumatique conforme à l'invention. The annular element (2) has a tensile strength under tension, measured in the circumferential direction, substantially less than that which would be required for a rod in a casing of the same dimension, but on the other hand much greater than the resistance to the rupture of the annular element described in the application cited in the preamble. For the dimension 175 / 70.R.13 more precisely studied, while the metal rod of the usual tire has a breaking strength of the order of 2000 daN, and whereas the annular element of the application with reference to a breaking strength, measured under the same conditions, of the order of daN, the annular element (2) of the tire according to the invention has a breaking strength of the order of <B> 1000 </ B> daN. Said annular element (2) is formed elementary son of diameter substantially equal to 1 mm braided together. Said son, after an appropriate heat treatment, have the particularity to have a large elongation greater than the elongations normally obtained with conventional steel son, and their use in the annular element (2) considered allows the latter power to lengthen the order of b%. The increase in tensile strength and consequently the increase in material and threads used in the annular element (2) makes it possible to have resistances of said element under the effect of circumferential bending and bending perpendicular to the plane of the element sufficient to significantly improve or even eliminate faulty assemblies of the tire, because the true cause of mountability defects highlighted by the inventors is effectively the lack of rigidity under bending forces of an annular element too much low breaking strength. Said large elongation allows a better efficiency of the presence of bead reinforcement plies in their function of taking up the forces imposed on the carcass ply (1) under the effect of inflation pressure. While the bead reinforcement ply or plies take up the major part of the forces in the case of the use of an annular element of very low tensile strength, said efforts are in the present invention better shared. Such a distribution has the advantage of having an effect on the forces experienced by the reinforcement elements of the bead plies <B>: </ B> then in the case where the reinforcing plies take up almost all the forces; are mainly reinforcing elements located near the annular element which are penalized, this is not the case of the tire according to the invention.
Sur la figure 2, la nappe de renforcement (4) retournée autour de l'élément annulaire (2) est remplacée par deux nappes de renforcement (51) et (52) dont les extrémités radialement intérieures sont en contact avec l'élément annulaire (2), et les extrémités radialement extérieures situées à des distances radiales H51 et H52 de la droite de référence D, distances respectivement égales aux distances H41 et H42 citées précédemment. On ne sort pas du cadre de l'invention si les distances radiales H51 et H52 sont respectivement égales à H42 et H41, ce qui rend la nappe axialement extérieure (52) plus longue que la nappe axialement intérieure (51), alors que l'exemple de la figure 1 montre un brin axialement extérieur (42) plus court que le brin axialement intérieur (41). Formées des mêmes éléments de renforcement que les brins de l'exemple précédent, les nappes de renforcement (51 et (52) sont axialement adjacentes entre elles et axialement adjacentes d'une part à la partie principale de la nappe de carcasse (1) et d'autre part au retournement (10) de ladite nappe (1), retournement accolé à la nappe axialement extérieure (52). Ledit retournement (10) a une hauteur HRNc supérieure à la hauteur de l'extrémité radialement supérieure de la nappe de renforcement la plus courte, mais inférieure à la hauteur de l'extrémité de la nappe de renforcement la plus grande.In FIG. 2, the reinforcing ply (4) turned around the annular element (2) is replaced by two reinforcing plies (51) and (52) whose radially inner ends are in contact with the annular element ( 2), and the radially outer ends located at radial distances H51 and H52 of the reference line D, distances respectively equal to the distances H41 and H42 mentioned above. It is not beyond the scope of the invention if the radial distances H51 and H52 are respectively equal to H42 and H41, which makes the axially outer ply (52) longer than the axially inner ply (51), while the Figure 1 shows an axially outer strand (42) shorter than the axially inner strand (41). Formed with the same reinforcing elements as the strands of the preceding example, the reinforcing plies (51 and (52) are axially adjacent to one another and axially adjacent to the main part of the carcass ply (1) and on the other hand, to turn over (10) said lap (1), a flip-flop attached to the axially outer ply (52), said upturn (10) has a height HRNc greater than the height of the radially upper end of the lap. reinforcement shorter, but less than the height of the end of the largest reinforcement ply.